差分GPS滑坡位移监测系统研究

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在最近几年时间里,伴随着全球气候变化以及地壳运动异常,各类地质灾害发生的频次以及危害程度都有显著的升高,给全球带来了巨大的人员伤亡和经济损失。在我国,滑坡灾害所占的比重最大,分布最广,危害也十分严重,因此做好对滑坡灾害的防治工作具有重大意义。在开展滑坡灾害防治工作中,通过对滑坡体的位移进行动态监测,及时地掌握滑坡变化情况,可以为灾害的预测预报提供科学依据。目前针对滑坡位移监测的方法虽然很多,但各自都有其优缺点,或是因为系统复杂,成本高,实用性低,或是因为应用范围小,实时性低,难以应用于滑坡位移的自动化实时监测。本文通过比较几种常用的滑坡位移监测方法,并结合GPS测量所具有的各种优点,在研究GPS定位原理、GPS定位中的误差以及载波相位差分算法的基础上,针对滑坡位移监测的实际情况,以低价位单频GPS-OEM板为测量核心,设计了一套远程短基线差分GPS滑坡位移实时监测系统。通过将基准站和移动站安置在滑坡监测现场形成短基线的测量方式,以更好的消除两观测站之间的公共误差,从而达到低成本高精度的测量效果。并采用GPRS和Internet的通信方式,使监测现场的观测数据能及时地传输至监控中心,以提高对滑坡监测的实时性。另外,通过VC++编写基线解算上位机软件,实现对滑坡位移的远程可视化的监测,从而提高其应用范围。本文的主要工作包括以下几个方面:GPS定位原理及其误差处理方法的研究;载波相位差分定位技术的研究;整周模糊度动态解算方法的研究;GPS接收机和天线选型以及接收机原始数据解析方法的研究;设计远程短基线滑坡监测方案;数据采集、传输以及硬件电路设计;基线解算上位机软件的编制。本文所设计的差分GPS滑坡位移监测系统,一方面利用短基线的测量方式实现低成本高精度,一方面结合GPRS通信实现远程实时监测。但在实际应用中还应考虑周跳的情况,因而周跳的探测与修复是下一步研究的重点;另外,对于阴雨天气中干扰比较大的问题也需要进一步研究。
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